книги / Отбелка целлюлозы
..pdf
Рис. 12. Устройство рабочих валов фротапульпера: 1 – загрузочный люк; 2 – рабочие валы; 3 – питательные витки валов; 4 – протирочные витки; 5 – выгрузочные витки
Благодаря этому возникают значительные механические усилия, под действием которых происходит размол массы и протирка поверхности волокон, способствующая коагуляции смоляных частиц, что облегчает их удаление при последующей щелочной обработке и промывке. Фротапульпер называют также винтовым дефибратором. На некоторых предприятиях его используют для размола сучков и отходов сортировок. При содержании смолы в исходной целлюлозе 1,84 % смолистость после пропуска массы через фротапульперы и последующего щелочения снижается до 0,25 %.
6.3. НАСОСЫ МАССЫ СРЕДНЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ (НАСОСЫ «МС»)
Специальные центробежные насосы типа «МС» предназначены для перекачивания массы с концентрацией до 15 %. Особенностью конструкции насоса является ротор, сидящий на одном валу с рабочим колесом открытого типа. Ротор имеет форму спирального ножа, помещенного во всасывающий патрубок. Его назначение – гомогенизация, псевдоожижение, «флюидизация» волокнистой суспензии, придание ей свойств однородной вязкой
101
жидкости. Из других особенностей насоса следует отметить устройство для отвода воздуха, выделяющегося из волокнистой массы при проходе через рабочее колесо. Это способствует созданию болеевысокого напорав нагнетательной линии.
(Поскольку масса при средней концентрации содержит много воздуха, применение традиционного центробежного насоса приводит к отделению воздуха и к образованию воздушного кармана в центре крылатки, что мешает перекачке массы).
Насос типа «МС» фирмы «Камюр» (рис. 13) можно использовать для смешения массы с отбельными реагентами (жидкими растворами NaOH, Н2О2).
Рис. 13. Насосмассы среднейконцентрации(«МС») фирмы«Камюр»
Для смешения массы с газообразными реагентами (на-
пример, с кислородом) перед реактором для КЩО рекомендуется использовать насос типа «МС» для перекачки с последующим смесителем типа «МС» фирмы «Камюр» для смешения.
Перед ступенью отбелки ClO2 перекачка и деарация массы обеспечивается насосом типа «МС» из нержавеющей стали, а последующее смешение с ClO2 – в смесителе «МС» фирмы «Камюр» из титана.
102
Насос типа «МС» используется также и для смешения (нагрева) массы с паром. Пар вводится через стояк, установленный перед насосом.
Смеситель «МС» фирмы «Камюр» (рис. 14) предназначен для смешения массы средней концентрации (до 15 %) с химикатами.
Рис. 14. Смеситель массы средней концентрации («МС») фирмы «Камюр»
Рабочее колесо, разработанное специально для смесителей «МС», псевдоожижает массу при впуске в смесительную машину. Химикаты вводятся в псевдоожиженную массу через сопла, расположенные по радиусу, что позволяет осуществлять очень быстрое и эффективное смешение.
Для смешения массы с газообразными реагентами следует провести деаэрацию массы перед смесителем в насосе «МС» фирмы Камюр.
Характеристика: Давление – до 1,5 МПа; t – до 200 °С;
Q – от 50 до 2000 т/сут;
N эл.дв. – 55–200 кВт;
Число оборотов – 800–1000.
7. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ОТБЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ
Современные многоступенчатые отбельные установки оснащены сложным высокопроизводительным оборудованием, управление которым требует оперативности и высокой квалификации обслуживающего персонала. Технология отбелки включает ряд химических и физико-химических процессов, которые должны быть четко взаимосвязаны между собой. В связи с этим отбельные установки являются высокоавтоматизированными участками в технологических схемах производства беленой целлюлозы.
На рис. 15–17 приведены схемы отбелки целлюлозы с промывкой (между ступенями отбелки) на барабанных фильтрах идиффузорах непрерывногодействия.
При промывке целлюлозы на барабанных фильтрах после каждой ступени отбелки масса разбавляется в нижней части башни оборотной водой, перемешивается и при концентрации 2–2,5 % насосом подается на промывку в ванну барабанного фильтра. Здесь масса дополнительно разбавляется до концентрации 1–1,5 %. Промывка массы на барабане осуществляется оборотной или свежей водой (теплой или горячей в зависимости от схемы использования вод на предприятии и схемы отбелки). Концентрация промытой массы после фильтра 10–14 %.
Применение диффузоров непрерывного действия вместо барабанных фильтров дает ряд преимуществ:
– после ступени хлорирования масса концентрацией 10–12 % после диффузора проходит по всей отбельной установке без разбавления, что исключает циркуляцию оборотной
104
105
Рис. 16. Технологическая схема отбелки целлюлозы: 1 – смеситель; 2 – насос для целлюлозы высокой концентрации; 3 – бак оборотной воды; 4 – выравниватель давления; 5 – промывной диффузор; 6 – башня хлорирования; 7 – башня щелочения I ступени; 8 – теплообменник; 9 – башня отбелки двуокисью хлора I ступени; 10 – башня щелочения II ступени; 11 – башня отбелки двуокисью хлора II ступени; 12 – бассейн для целлюлозы высокой концентрации; ВС – вода свежая; ВГ– вода горячая; К– каустик; Х– хлор; ДХ– двуокись хлора; ХС – хлорсодержащие сточные воды на нейтрализацию; ЩС – щелочесодержащие сточные воды на обесцвечивание; ВТ – вода теплая; СК – сернистая
кислота; ОВ – оборотная вода; ЧК – чистый конденсат
воды в системе бак фильтрата – нижняя часть отбельной башни и необходимость ее перемешивания в зоне разбавления, при этом отсутствует контакт оборотной воды с воздухом,
аследовательно, и условия пенообразования;
–исключается система коммуникаций удаления газовоздушной смеси, необходимая при промывке на барабанных фильтрах;
– исключается система циркуляции оборотных вод и уменьшаются потери тепла при промывке, в результате сокращается расход пара на отбелку.
106
107
108
В установках с диффузорами масса смешивается с химикатами в нижней части отбельной башни, здесь расположен радиальный смеситель. Масса нагревается в диффузоре
впроцессе промывки горячей водой. Такая установка компактнее установки с промывкой массы на фильтрах, имеет меньшую металлоемкость и занимает меньшую площадь.
Однако диффузоры не обеспечивают требуемого качества промывки после ступени хлорирования, необходима дополнительная промывка массы. В настоящее время появляются новые способы отбелки, способные в промышленных масштабах конкурировать с установками отбелки с диффузионной промывкой.
Схема установки кислородно-щелочной обработки целлюлозы (для массы высокой концентрации) приведена на рис. 18. Конструкции реакторов для кислородно-щелочной обработки целлюлозы весьма разнообразны. Изготовляются они из нержавеющей стали.
Ряд зарубежных фирм интенсивно работает над упрощением аппаратурного оформления КЩО. В 1975 г. в Норвегии введена в действие установка КИЮ, разработанная шведской фирмой «Камюр», для отбелки целлюлозы концентрацией 8–10 %, поступающей непосредственно из зоны диффузионной промывки варочного котла. Масса смешивается со щелочью и кислородом
вдефибраторе, откудапоступает вреактор (рис. 19).
На ряде предприятий в США внедрена кислороднощелочная отбелка целлюлозы при низкой концентрации массы (3–4 %). Способ обеспечивает благоприятные условия для диффузии продуктов реакции в раствор (рис. 20).
По данным шведской фирмы «Раума – Репола», для понижения числа Каппа примерно на 50 % необходимо установить систему, работающую под давлением. Если понижение числа Каппа на 35 % считается достаточным, возможна установка кислородной ступени, работающей без давления. Это
109
Рис. 19. Схема установки кислородно-щелочной отбелки (для массы средней концентрации): 1 – варочный аппарат с диффузионной промывкой; 2 – разгрузочное устройство; 3 – дефибратор; 4 – реактор
Рис. 20. Установка кислородно-щелочной отбелки целлюлозы (для массы низкой концентрации): 1 – смесители массы с химикатами; 2 – реактор; 3 – баки оборотной воды; 4 – пресс обезвоживающий; 5 – бассейн массы; 6 – фильтр промывной
110